2007—2017年宿迁市建设用地空间扩展情况分析

蔡壮 林文鹏

摘 要： 采用宿迁市2007年、2012年和2017年3个时相的遥感（RS）数据，借助地理信息系统（GIS）空间分析工具，对2007—2017年宿迁市建设用地扩展的空间特征进行研究.研究结果表明：宿迁市的建设用地进入高度扩展时期，宿城区、泗阳县和沭阳县的建设用地空间扩展强度占据优势地位.同时，宿迁市建设用地扩展强度空间差异较大，2007—2012年强扩展型和稳定型区域主要位于宿迁市的东部和西部，2012—2017年各种扩展类型区域分布较为分散，剧烈扩展型区域主要分布在北部，强扩展型区域主要分布在中部，弱扩展型区域主要分布在西部，稳定型区域主要分布在南部.

关键词： 宿迁市; 建设用地; 扩展; 空间差异

中图分类号： TP 79  文献标志码： A  文章编号： 1000-5137（2019）05-0489-06

Abstract： By using Geographic Information System（GIS）spatial analysis tools，the spatial characteristics of construction land expansion within Suqian during 2007—2017 were studied by employing the remote sensing（RS） data of Suqian in 2007，2012 and 2017.The results showed that the construction land in Suqian had entered a stage of rapid growth since 2007.Besides，the spatial expansion intensity of construction land in Sucheng District，Siyang County and Shuyang County had a dominant position.Meanwhile，the spatial difference of expansion intensity of construction land within Suqian was obvious.The strong expansion type and stable type were in the east and west of Suqian respectively between 2007 and 2012.However，the distribution of all kinds of expansion types was decentralized.The severe expansion type mainly distributed in the north，the strong expansion type in the middle，the weak expansion type in the west，and the stable type in the south of Suqian.

Key words： Suqian; construction land; expansion; spatial difference

0 前 言

目前，中国诸多学者利用遥感（RS）影像图对城市扩展方面做了大量工作，并取得了一定的成绩.陈旭等[1]在遥感和地理信息系统（GIS）的支持下，对武汉市3期遥感影像图进行分析处理，提取该市建成区范围信息，得到建成区扩展演变图，再利用空间分形模型对该城市土地利用空间扩展状况进行分析.冯晓刚等[2]以RS和GIS技术为支撑，基于多时相Landsat遥感数据，采用监督分类、非监督分类和归一化裸露指数（NDBI）等方法提取陕西省西安市城市空間特征信息，结合地学统计方法，定量研究了城市扩张强度.居尔艾提·吾布力等[3]以新疆阿克苏市为研究区，探讨建设用地扩展特征及其驱动因素和存在的问题，为绿洲城市发展和建设决策提供一定的利用依据.赵玉岩等[4]以1990—2015年长江三角洲77个县级以上市核心建成区10 km缓冲区内新增建设用地图斑为研究对象，借助扩展强度、景观格局指数和空间分析等方法分析了图斑的成长特征及扩展模式.姚志强等[5]基于池州市城区2003年、2008年和2013年3期专题制图仪（TM）影像提取建设用地信息，结合城市建设发展统计数据，采用扩展速度、扩展强度和扩展系数3个指标分析池州市城区及核心城区、站前区、教育园区、工业园区等各功能区建设用地扩展特征，同时运用灰色关联分析建设用地扩展驱动力.

本文作者以2007年、2012年和2017年的宿迁市遥感影像为基础，采用监督分类的方法对遥感影像进行分类，得到宿迁市不同时相的建设用地信息，并运用GIS空间分析手段，揭示2007—2012年宿迁市建设用地扩展的规律与趋势，以便及时发现问题，从而为建设用地的空间布局与规划管理提供科学依据.

1 研究区与数据源

1.1 研究区概况

宿迁市地处长三角北翼，江苏北部，坐拥骆马湖、洪泽湖两大淡水湖，享有“华东净土、江苏氧吧”的美誉.截至2017年，宿迁市下辖2个区、3个县，总面积为8555 km2，常住人口为491.46万人.2007—2017年，宿迁经济快速发展，城市用地范围不断扩大，GDP从2007年的540亿元增长到2017年的2600亿元.

1.2 数据源

所用数据主要以遥感影像数据、社会经济统计数据和相关辅助数据为主.遥感数据主要以地理空间数据云平台和美国地质调查局中获取的2007年、2012年和2017年3期分辨率为30 m的遥感影像数据为主要信息源，并通过ENVI软件进行图像的预处理、分类和精度评价等工作，并结合ArcGIS 10.2进行数据的处理与制图.社会经济统计数据主要以宿迁市各年的统计年鉴为主.辅助数据主要以研究区矢量边界数据为主.

2 研究方法

為揭示建设用地在时间序列的演变规律，采用建设用地扩展速度、扩展结构系数、扩展规模系数和扩展强度分析宿迁市各个区县建设用地在时间维的扩展演变过程[6].

建设用地综合扩展系数从速率、规模、结构、强度等方面综合反映建设用地扩展剧烈程度，其计算公式如下：UC=∏4i=1Ui，i=1，2，…，4，

（1）其中，UC表示建设用地综合扩展系数，U1表示建设用地扩展速率，反映建设用地扩展的快慢程度;U2表示建设用地扩展结构系数，反映研究单元建设用地比例的变化;U3表示建设用地扩展规模系数，反映研究单元建设用地扩展与整个研究区的对比关系;U4表示建设用地扩展强度，反映研究单元年均新增建设用地占自身土地面积的比例.U1=tStS0-1，

（2）其中，St表示各研究单元末期建设用地面积，S0表示研究单元前期建设用地面积，t表示研究时段.U2=Pt-P0，

（3）其中，Pt表示各研究单元末期建设用地占其所有土地类型的比例，P0表示各研究单元前期建设用地占其所有土地类型的比例.U3=St-S0At-A0，

（4）其中，At表示所有研究单元末期建设用地之和，A0表示所有研究单元前期建设用地面积之和.U4=St-S0H×t，

（5）其中，H表示研究单元土地总面积.

3 结果与分析

3.1 土地利用变化分析

根据研究区的实际情况以及参考《土地利用现状分类标准》（GB/T 21010—2017）将区域内土地类型分为建设用地、耕地和其他地类3个大类，其中其他地类包括林地、草地、水体和未利用土地（表1），在ENVI，ArcGIS等软件技术的支持下，得到宿迁市2007年、2012年和2017年土地3期的土地利用现状图（图1）.

结合表1和图1可以发现，耕地面积所占比例较大，2007年和2012年耕地面积占比都超过70%，2017年耕地面积占比达到65%以上;建设用地面积持续上升，面积从2007年的661 km2增长到2017年的1889 km2，面积占比从7.94%增长到2017年的22.38%.

2007—2012年，从耕地面积来看，有125 km2的建设用地转化为耕地，301 km2其他地类转化为耕地;从建设用地面积来看，有661 km2的耕地转化为建设用地，有103 km2其他地类转化为建设用地;从其他地类面积来看，建设用地转化而来的面积最少为5 km2，有114 km2耕地转化为其他地类.总体来看：耕地面积转入426 km2，转出775 km2，面积呈现减少状态;建设用地面积转入764 km2，转出130 km2，面积呈现增加状态;其他地类面积转入119 km2，转出404 km2，面积呈现减少状态.

2012—2017年，从耕地面积来看，有341 km2的建设用地转化为耕地，有338 km2的其他地类转化为耕地;从建设用地面积来看，从耕地转化而来的面积最多有803 km2，从其他地类转化而来的面积为308 km2;从其他地类面积来看，从建设用地转化而来的面积较少为132 km2，耕地转化为其他地类面积为633 km2.总体来看：耕地面积转入679 km2，转出1436 km2，面积呈现减少状态;建设用地面积转入1111 km2，转出473 km2，面积呈现增加状态;其他地类面积转入765 km2，转出646 km2，面积呈现增加状态.

2007—2012年耕地主要以侵占其他地类的面积为主，导致交通要道附近的林地和分布在耕地周边的水域和草地遭到侵占.在2007—2012年以及2012—2017年建设用地面积均呈现迅速增加的趋势，第一次建设用地面积增加是城市化的发展初级阶段，总体属于粗犷时期，各个区县开始修建大量的道路，导致工业用地、道路建设用地侵占大量城镇周边的耕地面积;第二次建设用地增加是因为城市化的快速发展，农村人口开始大量涌入市区，市区中原有的住房面积远远不能满足需求，造成城市住宅面积激增，加上原有城市工业不断地向周边城镇迁移，建设用地面积的增加主要以侵占耕地面积为主.

3.2 建设用地扩展分析

3.2.1 扩展等级划分

通过建设用地综合扩展模型计算出2007年、2012年和2017年建设用地综合扩展系数值，并结合相关学者的研究，将评价结果划分为4种扩展类型：UC≥0.1，为剧烈扩展型;0.01≤UC<0.1，为强扩展型;0.0011≤UC<0.01，为弱扩展型;UC<0，为稳定型.

表2为各区县建设用地综合扩展系数值.从表2中可以看出：2007—2012年沭阳县和泗阳县属于强扩展型，泗洪县、宿豫区和宿城区属于稳定型;2012—2017年沭阳县属于剧烈扩展型，泗阳县和宿城区属于强扩展型，宿豫区属于弱扩展型，泗洪县属于稳定型.

3.2.2 建设用地综合扩展强度分析

图2为2007—2012年及2012—2017年宿迁市建设用地扩展类型空间分布.从图2中可以看出：2007—2012年建设用地扩展类型较少，其中强扩展型区域主要分布在宿迁市的东部，稳定型区域主要分布在宿迁市的西部，总体来看，这5年宿迁市总体发展较为平稳;2012—2017年建设用地扩展类型较为丰富，强扩展型与剧烈扩展型区域呈现L型分布，贯穿于宿迁市中部及北部，弱扩展型和稳定型位于强扩展型两侧.随着宿迁市经济水平不断的发展，交通基础设施逐步完善，中心城区与其他地区的交流越来越方便，大量的土地被建设用地侵占.

4 结 论

宿迁市建设用地扩展强度空间差异较大，2007—2012年强扩展型和稳定型主要位于宿迁市的东部和西部，2012—2017年各种扩展类型分布较为分散，剧烈扩展型主要分布北部，强扩展型主要分布在中部，弱扩展型主要分布在西部，稳定型主要分布在南部.

宿遷市在这两个时期内建设用地扩展强度总体上呈现上升趋势，经济发展水平总体在稳步提高.2007—2012年及2012—2017年的两个时期内，建设用地扩展稳定型地区面积和强扩展地区面积在减少，而弱扩展地区和剧烈扩展地区面积在逐步增加.

宿城区、宿豫区、沭阳县在两个时期内建设用地扩展强度整体上呈现上升趋势，其中宿城区、宿豫区属于宿迁市的中心城区，区域面积不大，但经济发展速度较快，建设用地面积增加较快，沭阳县作为省直辖县经济水平一直处于全市领先地位，建设用地规模也在逐步加大;泗洪县与泗阳县在两个时期内建设用地扩展强度整体上呈现平稳趋势，其中泗阳县与宿城区、宿豫区和沭阳县3个区县接壤，受这3个区域的共同辐射作用较大，在两个时期内建设用地扩展强度一直保持强扩展型，泗洪县地处宿迁市南部，远离宿迁市的政治经济中心，受地理位置影响，经济发展水平一直处于全市下游水平，建设用地扩展强度保持在稳定状态.

参考文献：

[1] 陈旭，何宽，常强.GIS和RS支持下的城市土地利用空间演变研究 [J].安徽农业科学，2011，39（2）：973-975.

CHEN X，HE K，CHANG Q.Research on the evolution of urban land utilization space under GIS and RS support [J].Journal of Anhui Agricultural Sciences，2011，39（2）：973-975.

[2] 冯晓刚，李锐，莫宏伟.基于RS和GIS的城市扩展及驱动力研究：以西安市为例 [J].遥感技术与应用，2010，25（2）：202-208.

FENG X G，LI R，MO H W.Study of urban expansion and driving factor using RS and GIS-A：case study of Xian City [J].Remote Sensing Technology and Application，2010，25（2）：202-208.

[3] 居尔艾提·吾布力，安瓦尔·买买提明.1990—2015年阿克苏市建设用地的扩展与驱动力[J].水土保持通报，2018，38（1）：214-220.

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[4] 赵玉岩，栾维新，王辉，等.城市核心建成区对邻近新增建设用地影响研究：以长江三角洲为例 [J].长江流域资源与环境，2018，27（10）：2172-2181.

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[5] 姚志强，王雷，章勇.池州市城区建设用地扩展特征及驱动因子分析 [J].池州学院学报，2018，32（6）：59-62.

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（责任编辑：包震宇）